Material-Biologie Interaktionen, eine Enorme Herausforderung für Nanotechnological-Anwendungen

Professor Harald F. Krug, Laborleiter Material-Biologie Interaktionen, Empa - Material-Wissenschaft u. Technologie, die Schweiz
Entsprechender Autor: Harald.Krug (an) empa.ch

Die Interaktion von künstlichen Materialien mit biologischen Anlagen - z.B. Zellen, Gewebeorgane - ist ein wichtiger Punkt, besonders für Produkte auf den Gebieten von Medizin, von Nahrung, von Kosmetik und von anderen Konsumgütern.

Die neuen Möglichkeiten, die durch Nanotechnologie werden angeboten werden, höchstwahrscheinlich, zu eine Zunahme in Verbindung mit lebenden Anlagen zu führen. Neue Produkte und Anwendungen wirken auf das umgebende Gewebe auf zwei Arten ein: Sie bewerkstelligen die gewünschten Effekte von z.B. medizinischen Anwendungen wie Knochenaustausch oder künstlichen Herzklappen; sie jedoch übten möglicherweise auch ein unerwünschtes - d.h., Negativ - sich auswirken, z.B. durch unbeabsichtigtes Einsaugen oder Einatmung von Nanomaterials aus.

Die Konsequenzen dieser „Nebenwirkungen“ müssen ausführlich studiert werden, wie wir können müssen Nanomaterials in ihren spezifischen Anwendungen handhaben. Um Antworten auf Fragen wie der Stabilität von Nanomaterials innerhalb des menschlichen Körpers, ist die Möglichkeiten der Berührung während des Gebrauches „der Nano-produkte“ zur Verfügung zu stellen oder die biologischen Vorrichtungen die möglicherweise durch nanoparticles oder Nanomaterials zur Öffentlichkeit und zu den verschiedenen betroffenen Verwahrern verursacht werden eine Schlüsselanforderung wenn die Forschungsgemeinschaft Nanotechnologie in einer verantwortlichen Art vorstellen soll.

In unserem Labor versuchen wir, Antworten zu diesen Punkten vom Konzentrieren auf drei verschiedene Themen zur Verfügung zu stellen:

  • Die grundlegenden Vorrichtungen von zellulären Antworten zu den neuen Materialien - CellBio@Interfaces
  • Der Gebrauch von neuen Materialien für medizinische Anwendungen - MaTisMed
  • Die möglichen Gefahren durch Interaktionen von nanoparticles mit menschlichen Zellen und Geweben - Nanointercell

Das erste Thema enthält die Entwicklung von den Zellensystemen und von den Überwachungshilfsmitteln für die Kennzeichnung von Zellematerial Interaktionen. Wir studieren folglich das Verhalten, den Status und die Gesundheit von Tausenden oder von Millionen Zellen in den Kulturanlagen. Ein genaueres Verständnis von winzigen Unterschieden zwischen einzelnen Zellen oder Zellbaumustern konnte führen, um Behandlungen für Krankheiten und eine vorhersagbarere Auslegung für Fühler auf Zellenbasis sowie für Gewebetechnikgestelle zu verbessern.

Das zweite Thema ist zu definieren und Materialien und Materialoberflächen weiter zu entwickeln, sodass Zellsystemumstellung, -starke Verbreitung und -unterscheidung entsprechend der abschließenden Funktion ein Implantat esteuert sein können, muss erfüllen.

Zu diesem Zweck versuchen wir, die Situation in vivo zu formen so nah, wie möglich unter Verwendung der Zellformen und der Hauptzellen von unterschiedlichen Spezies, vorzugsweise menschliche Zellen. Diese Baumuster werden verwendet, um nachzuforschen, wie chemische Zusammensetzung, Zelle, die Freigabe von bioactive Substanzen und die aufgewendeten Kräfte an der Zellematerial Schnittstelle zelluläre Leistung beeinflussen.

Drittens sind wir an der Auswirkung von Nanomaterials auf lebende Anlagen interessiert, wie einige ausgeführte Nanomaterials (ENMs) wie Kohlenstoff nanotubes (CNT), Metalloxide oder Metall-nanoparticles bereits auf einer industriellen Ebene produziert werden und in einer enormen Produktvielfalt verwendet.

Ihre mögliche Auswirkung auf Gesundheit und Umgebung ist noch umstritten. Jedoch, ist sie noch unbekannt, in welchem Ausmaß ENMs in der Lage sind, biologische Prozesse nachteilig zu beeinflussen. Mit unseren Aktivitäten denen die meisten herein eingebettet werden und mit einem weltweiten Expertennetz koordiniert, möchten wir zu einem Safe und zu einer nachhaltigen Entwicklung der Nanotechnologie aktiv beitragen.

Die offenen Fragen in Bezug auf nanoparticles und ihre möglichen Gefahren sind viele. Eine der wichtigsten Herausforderungen ist die Abhängigkeit von biologischen Effekten auf die Eigenschaften der vorliegend nanoparticles, besonders ihrer Größe, Oberflächeneigenschaften und chemischen Zusammensetzung.

Außerdem schwanken möglicherweise biologische Effekte ungeheuer abhängig von den verschiedenen Wegen des ausziehenden Wetterschachts (Lunge, Darm, Haut), oder Gewebe und Organanlagen wie das Immunsystem, Neuronen, Makrophagen oder die Leber weisen möglicherweise vollständig verschiedene Reaktionen in Erwiderung auf Nanomaterial X, O oder Z. auf.

Die Komplexität dieses Bereichs macht es sehr schwierig, sich auf alle diese Fragen gleichzeitig zu konzentrieren. Die einzige Methode des Anpackens dieser Punkte ist durch einen „integrierten Anflug“, ein internationales Netz von Forschungsgruppen und Instituten, die sich ergänzen, Datenaustausche und Ergebnisse und baut schließlich die unterschiedlichen Puzzleteile in einen zusammenhängenden Rahmen von Kenntnissen und von Sachkenntnis zusammen.

Wir deshalb nehmen aktiv an den folgenden Expertengruppen und den internationalen Konsortien teil:

Weitere Projekte:

NanoImpactNet: Netz FP7 (kein Forschungsprojekt) dass werden es tun Sie

  • Ermöglichen Sie Zusammenarbeit zwischen Projekten
  • Kommunizieren Sie Ergebnisse zu den Verwahrern und ihren Bedarf zurück zu Forschern
  • Helfen Sie, den Aktionsplan EU für Nanotechnologie einzuführen

NanoMMUNE: Forschungsprojekt FP7, das wird es tun

  • die Synthese und die ausführliche Kennzeichnung von Repräsentativklassen von ENs.
  • die Überwachung von möglichen gefährlichen Effekten vorbei in vitro und in vivo Anlagen.
  • transcriptomics und oxydierendes lipidomics, zum von nanotoxic Unterzeichnungen zu bestimmen.
  • Risikobeurteilung von möglichen Auswirkungen von ENs auf menschlicher Gesundheit.

Dana: eine Deutsche Initiative zusammen mit der Schweiz und Österreich auf

  • Datenerfassung, Bewertung und mit einer breiter Basis Abbildung von gesellschaftlichen relevanten Daten und Ergebnisse von Nanomaterials

Copyright AZoNano.com, Professor Harald F. Krug (Empa)

Date Added: Oct 25, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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